Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Blasenentzündung: Wenn Bakterien die Angel auswerfen

26.08.2015

Wie gelingt es Bakterien, die Innenwand einer Harnblase zu besiedeln? Der Berliner Forscher Adam Lange hat die feinen Fortsätze von E. coli-Bakterien analysiert – dank dieser „Pili“ können sich die Einzeller gezielt an die menschliche Schleimhaut anheften. Mit einer Kombination moderner Bildgebungstechnologien dringen die Biophysiker am FMP (Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie) dabei bis in atomare Details vor. Motiviert wird ihre Forschung durch die wachsende Zahl von Antibiotikaresistenzen: Die Aufklärung von Schlüsselstrukturen pathogener Keime schafft Ansatzpunkte für neue Therapeutika.

Harnwegsinfektionen sind die häufigsten bakteriellen Entzündungen in Deutschland. Jede zweite Frau erkrankt mindestens einmal in ihrem Leben an einer Blasenentzündung, besonders quälend sind ständig wiederkehrende Infektionen.


Cartoon-Darstellung der Pilus-Struktur. Gezeigt werden sechs Pilusbausteine in einer Ansicht von oben

Visualisierung: Lange/FMP

Dabei verfügt der Körper eigentlich über eine schlichte, aber effektive Abwehrmaßnahme: Geraten Bakterien in den Harntrakt, werden die Eindringlinge mit dem Urin wieder herausgespült. In manchen Fällen aber gelingt es ihnen, an der Innenwand der Blase Halt zu finden: So wie Moos in einem reißenden Fluss gedeihen kann, besiedeln die Einzeller dann die Schleimhäute der Harnwege – mit schmerzhaften Folgen.

Der überwiegende Teil der Harnwegsinfekte wird von Escherichia coli-Bakterien verursacht, die normalerweise im menschlichen Darm leben, und die auf ihrer Oberfläche mit Hunderten feinster Härchen, den sogenannten Pili bestückt sind. „Man kann sich jeden einzelnen Pilus wie eine Angelleine vorstellen“, sagt Adam Lange.

„Die Leine ist fest und zugleich flexibel, und an ihrem Ende sitzt ein weiterer Eiweißbaustein, der sich wie ein Angelhaken spezifisch an bestimmte Moleküle der menschlichen Schleimhaut anheftet.“ Adam Lange untersuchte mit seiner Gruppe den Pilus vom Typ 1, durch den sich Darmbakterien an der Blaseninnenwand festsetzen. Er ist aus rund 3000 identischen Eiweißbausteinen aufgebaut, die perfekt ineinander passen und sich zu einer gewundenen Helix aneinanderlagern.

Die Analyse eines solch komplexen Gebildes ist für Strukturbiologen eine besondere Herausforderung, da der Molekülkomplex weder auskristallisiert noch löslich ist. Adam Lange, der vor zwei Jahren vom Europäischen Forschungsrat (ERC) eine Förderung über 1,5 Millionen Euro für die Erforschung von Infektionsmechanismen erhalten hat, ging das Problem daher mit einer Kombination dreier verschiedener Methoden an.

Durch Elektronenmikroskopie wurde der Aufbau eines Pilus grob ersichtlich; mittels Kernspinresonanz (NMR) ermittelte er die atomare Struktur der einzelnen Eiweißbausteine. Und außerdem setzte er auch die noch junge Methode der Festkörper-NMR ein, mit der sich unlösliche Proteinaggregate analysieren lassen und zu deren Pionieren Lange gehört. „Je genauer wir Krankheitserreger bis hin ins atomare Detail verstehen, desto eher wird es gelingen, neue Wirkstoffe zu finden, die gezielt Infektionsmechanismen blockieren“, sagt Lange.
Text: Birgit Herden

Habenstein B, Loquet A, Hwang S, Giller K, Vasa SK, Becker S, Habeck M, Lange A. Hybrid Structure of the Type I Pilus of Uropathogenic E. coli (2015)
Angew Chem Int Ed Engl. DOI: 10.1002/anie.201505065. [Epub ahead of print]

Kontakt:
Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie (FMP)
Robert-Rössle-Str. 10, 13125 Berlin
Prof. Dr. Adam Lange
Tel: +49 30 947 93 191
E-mail: alange@fmp-berlin.de

Silke Oßwald
Öffentlichkeitsarbeit
Tel: +49 30 947 93 104
E-mail: osswald(at)fmp-berlin.de

Das Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie (FMP) gehört zum Forschungsverbund Berlin e.V. (FVB), einem Zusammenschluss von acht natur-, lebens- und umweltwissenschaftlichen Instituten in Berlin. In ihnen arbeiten mehr als 1.500 Mitarbeiter. Die vielfach ausgezeichneten Einrichtungen sind Mitglieder der Leibniz-Gemeinschaft. Entstanden ist der Forschungsverbund 1992 in einer einzigartigen historischen Situation aus der ehemaligen Akademie der Wissenschaften der DDR.

Weitere Informationen:

http://www.fmp-berlin.de

Karl-Heinz Karisch | Forschungsverbund Berlin e.V.

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Rauchentwöhnung mit Virtual Reality
12.10.2018 | Universität Siegen

nachricht Forscher decken Ursachen der seltenen Schlafkrankheit Narkolepsie auf
12.10.2018 | Universität Witten/Herdecke

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Blauer Phosphor – jetzt erstmals vermessen und kartiert

Die Existenz von „Blauem“ Phosphor war bis vor kurzem reine Theorie: Nun konnte ein HZB-Team erstmals Proben aus blauem Phosphor an BESSY II untersuchen und über ihre elektronische Bandstruktur bestätigen, dass es sich dabei tatsächlich um diese exotische Phosphor-Modifikation handelt. Blauer Phosphor ist ein interessanter Kandidat für neue optoelektronische Bauelemente.

Das Element Phosphor tritt in vielerlei Gestalt auf und wechselt mit jeder neuen Modifikation auch den Katalog seiner Eigenschaften. Bisher bekannt waren...

Im Focus: Chemiker der Universitäten Rostock und Yale zeigen erstmals Dreierkette aus gleichgeladenen Ionen

Die Forschungskooperation zwischen der Universität Yale und der Universität Rostock hat neue wissenschaftliche Ergebnisse hervorgebracht. In der renommierten Zeitschrift „Angewandte Chemie“ berichten die Wissenschaftler über eine Dreierkette aus Ionen gleicher Ladung, die durch sogenannte Wasserstoffbrücken zusammengehalten werden. Damit zeigen die Forscher zum ersten Mal eine Dreierkette aus gleichgeladenen Ionen, die sich im Grunde abstoßen.

Die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen den Professoren Mark Johnson, einem weltbekannten Cluster-Forscher, und Ralf Ludwig aus der Physikalischen Chemie der...

Im Focus: Storage & Transport of highly volatile Gases made safer & cheaper by the use of “Kinetic Trapping"

Augsburg chemists present a new technology for compressing, storing and transporting highly volatile gases in porous frameworks/New prospects for gas-powered vehicles

Storage of highly volatile gases has always been a major technological challenge, not least for use in the automotive sector, for, for example, methane or...

Im Focus: Materiezustände durch Licht verändern

Forscherinnen und Forscher der Universität Hamburg stören die kristalline Ordnung

Physikerinnen und Physikern der Universität Hamburg ist es gelungen, mithilfe von Laserpulsen die Ordnung von Quantenmaterie so zu stören, dass ein spezieller...

Im Focus: Disrupting crystalline order to restore superfluidity

When we put water in a freezer, water molecules crystallize and form ice. This change from one phase of matter to another is called a phase transition. While this transition, and countless others that occur in nature, typically takes place at the same fixed conditions, such as the freezing point, one can ask how it can be influenced in a controlled way.

We are all familiar with such control of the freezing transition, as it is an essential ingredient in the art of making a sorbet or a slushy. To make a cold...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Neurowoche 2018: 7000 Experten für Gehirn und Nerven tagen in Berlin

15.10.2018 | Veranstaltungen

Berlin5GWeek: Private Industrienetze und temporäre 5G-Inseln

15.10.2018 | Veranstaltungen

PV Days in Halle zeigen neue Chancen für die Photovoltaik

11.10.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Smart Glasses Guide: Neues Tool zur Auswahl von Datenbrillen und Anwendungen

15.10.2018 | Informationstechnologie

Neurowoche 2018: 7000 Experten für Gehirn und Nerven tagen in Berlin

15.10.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Grauer Star: Neues Verfahren bei der Katarakt-Operation

15.10.2018 | Medizintechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics